Введение к работе
Актуальность изучения механизмов ритмогенеза в связи с большой распространенностью нарушений ритма сердца не вызывает сомнения.
Иерархический принцип организации ритмических функций в организме является одним из фундаментальнейших принципов жизнедеятельности. Если для организации циркадных ритмов или ритмов дыхания принцип иерархии механизмов для всех очевиден (Ф.И.Комаров, С.И.Рапопорт, 2000, А.Г.Камкин, А.А.Каменский [ред], 2004), то для сердца этот принцип не является общепризнанным. Причина этому кроется в том, что сердце имеет весьма мощный собственный механизм ритмогенеза, который затмевает всю иерархию механизмов организации ритма в целостном организме (В.М.Покровский, 2007).
Общепринятым считается, что зарождающаяся в синоатриальном узле волна деполяризации распространяется по проводящей системе сердца, вовлекая весь миокард в процесс возбуждения.
Созданные В.М.Покровским (2005) представления об иерархическом принципе ритмогенеза в целостном организме сводятся к тому, что ритм сердца первично формируется в структурах головного мозга. Окончательное формирование стимула осуществляется в эфферентных ядрах блуждающего нерва в продолговатом мозге и оттуда сигналы поступают к сердцу. При их взаимодействии с ритмообразующими структурами синоатриального узла возникает сердечный ритм.
Внутрисердечный генератор является жизнеобеспечивающим фактором, который поддерживает насосную функцию сердца тогда, когда центральная нервная система находится в состоянии глубокого торможения. Центральный генератор обеспечивает адаптивные реакции сердца в естественных условиях. Возможность сердца воспроизводить центральный ритм основывается на специфичности электрофизиологических процессов во внутрисердечном пейсмейкере. Интеграция двух иерархических уровней ритмогенеза обеспечивает надежность и функциональное совершенство системы генерации ритма сердца в целостном организме (В.М.Покровский, 2007).
Сформулированная концепция требовала получения новых достойных фактов в подтверждение своей правомерности. С учётом ранее выполненных на нашей кафедре работ по данной проблеме, было создано новое направление поиска свидетельств иерархической организации ритмогенеза в целостном организме, которое состояло в том, что если сердце действительно воспроизводит центральный ритм и его собственная автоматия при этом подавлена, то при резком прекращении потока эфферентных сигналов по блуждающим нервам, то есть при разобщении центрального и периферического уровней ритмогенеза, должна развиться кратковременная остановка сердца – преавтоматическая пауза. В истории физиологии было немало исследований, когда выполнялась перерезка блуждающих нервов. Но она никогда не приводила к развитию преавтоматической паузы, а, более того, сопровождалась учащением ритма сердца (А.Д.Ноздрачев, 1991). Это объясняется тем, что перерезка выполнялась у наркотизированных животных, когда, согласно концепции В.М. Покровского, водителем ритма сердца уже является синоатриальный узел, а центральный уровень ритмогенеза находится в угнетенном состоянии, а, следовательно, при перерезке блуждающих нервов отключения мозгового уровня не происходит и оснований для развития преавтоматической паузы нет. Учитывая эти обстоятельства, была разработана новая логика эксперимента, позволявшая решить возникшие задачи. В наших исследованиях мы выполняли функциональную, обратимую перерезку блуждающих нервов в целостном организме животного и, для сравнения, у наркотизированного животного, оценивая при этом, воспроизводит ли сердце ритм, поступающий от центрального генератора по блуждающим нервам или водителем ритма является синоатриальный узел.
Цель настоящей работы – оценить реакции сердца на разобщение центрального и периферического уровней иерархической системы ритмогенеза в целостном организме.
Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:
1. Определить у наркотизированной собаки, используя регистрацию электрокардиограммы и картирование очага первоначального возбуждения в синоатриальной области, результаты полной блокады проведения эфферентных влияний блуждающего нерва на сердце методом анодного блока.
2. Определить при помощи картирования очага первоначального возбуждения в синоатриальной области и записи электрокардиограммы результаты разобщения центрального и периферического уровней ритмогенеза сердца в целостном организме собаки после выздоровления животного (3-5 сутки после операции), используя для разобщения метод анодного блока.
3. Проанализировать и оценить полученные варианты реакций сердца на блокаду проведения эфферентных влияний блуждающих нервов у наркотизированного животного и в целостном организме.
4. Оценить причины качественных различий в реакциях сердца, наблюдаемых при различных состояниях организма, а, следовательно, и при различной активности центрального и периферического уровней ритмогенеза сердца, основываясь на полученных экспериментальных фактах.
Научная новизна
1. Впервые при помощи анодного блока выполнено полное прерывание эфферентных влияний блуждающего нерва на сердце собаки, находящейся под наркозом. При помощи записи электрокардиограммы и картирования очага первоначального возбуждения в синоатриальной области установлены результаты данных воздействий, проявившиеся в отсутствии остановки сердца и в учащении ритма сердечных сокращений.
2. Впервые методом полного анодного блока выполнено разобщение центрального и периферического уровней ритмогенеза сердца в целостном организме собаки на 3-5 сутки после операции. При использовании метода картирования очага первоначального возбуждения в синоатриальной области и записи электрокардиограммы, получены результаты, сводящиеся к прекращению поступления импульсов к сердцу от центрального генератора ритма и, как следствие, к развитию кратковременной остановки сердца – преавтоматической паузы, необходимой для активации автоматии синоатриального узла, подавленной ранее.
3. Впервые проанализированы и оценены полученные варианты реакции сердца на ограничение и прерывание эфферентных влияний блуждающих нервов у наркотизированного животного и в целостном организме.
4. Впервые оценены причины качественных отличий в реакциях сердца, наблюдаемых при различных состояниях организма, а, следовательно, и при соответствующей каждому состоянию активности центрального и периферического уровней ритмогенеза сердца. Впервые показано, что у бодрствующего животного ритм сердца формируется за счет сигналов, поступающих к сердцу по блуждающим нервам из центральной нервной системы, а собственная его автоматия при этом подавлена. При разобщении центрального и периферического уровней ритмогенеза возникает кратковременная остановка сердца – преавтоматическая пауза, требующаяся для восстановления собственной автоматии сердца. У животного же, находящегося под наркозом, водителем ритма сердца является синоатриальный узел, вследствие того, что мозговой уровень ритмогенеза подавлен. Поэтому, при разобщении центрального и периферического уровней в таком состоянии организма, преавтоматическая пауза не возникает, т.к. уже работает расположенное ниже звено иерархической системы ритмогенеза.
5. Впервые показано, что в целостном организме синоатриальный узел является латентным водителем ритма, активность которого подавлена вышележащими мозговыми структурами, участвующими в формировании ритма сердца и навязывающими синоатриальному узлу более частый ритм сокращений сердца.
Теоретическая значимость исследования состоит в расширении знаний о природе формирования ритма сердца и его нарушений. В работе определены реакции сердца на ограничение и прерывание эфферентных влияний блуждающих нервов в целостном организме, а, следовательно, проанализирована роль центрального и периферического звеньев иерархической системы ритмогенеза сердца.
Практическая значимость исследования. Полученные результаты в дальнейшем дадут возможность создания патогенетических моделей идиопатических форм аритмий, синдрома слабости синусового узла и внезапной сердечной смерти, что позволит совершенствовать методы снижения риска смерти от этой патологии.
Структура и объем работы. Диссертация представлена на 112 страницах компьютерного текста и состоит из введения, обзора литературы, материала и методов исследования, двух глав собственных наблюдений, заключения, выводов, списка литературы и приложения. Список литературы включает 185 источника, из них – 113 на русском и 72 – на иностранных языках. Работа содержит 2 таблицы, 20 рисунков.
